DE102009034522A1 - Supporting cylinder for a self-energizing hydraulic brake - Google Patents
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Abstract
Um eine Druckerzeugungsvorrichtung (1) zum Erzeugen eines Hydraulikdruckes in Folge einer Zug- oder Druckbeanspruchung mit Anschlüssen (3), von denen einer mit einer Mechanik zum Einleiten einer mechanischen Zug- oder Druckbeanspruchung und ein anderer Anschluss (2, 3) starr mit einem Gestell verbindbar ist, einem Druckzylinder (12) und einer Kolbeneinheit (8), die sich zumindest teilweise und beweglich in dem Druckzylinder (12) erstreckt und gemeinsam mit dem Druckzylinder (12) eine mit Hydraulikflüssigkeit befüllte Hydraulikkammer (11) begrenzt bereitzustellen, die in ihrem Aufbau einfach und kostengünstig ist, wird vorgeschlagen, dass die Anschlüsse (2, 3) über Ankopplungsmittel (4, 7, 14, 17) mit dem Druckzylinder (12) oder der Kolbeneinheit (8) verbunden sind, wobei die Ankopplungsmittel (4, 7, 14, 17) so ausgestaltet sind, dass bei einer Zugbeanspruchung und bei einer Druckbeanspruchung dieselbe Hydraulikkammer (11) mit Druck beaufschlagt wird.To a pressure generating device (1) for generating a hydraulic pressure as a result of a tensile or compressive load with connections (3), one of which with a mechanism for introducing a mechanical tensile or compressive load and another connection (2, 3) rigid with a frame is connectable, a pressure cylinder (12) and a piston unit (8), which extends at least partially and movably in the pressure cylinder (12) and together with the pressure cylinder (12) to provide a hydraulic chamber (11) filled with hydraulic fluid, which in its Construction is simple and inexpensive, it is proposed that the connections (2, 3) are connected to the pressure cylinder (12) or the piston unit (8) via coupling means (4, 7, 14, 17), the coupling means (4, 7 , 14, 17) are designed in such a way that the same hydraulic chamber (11) is acted upon with pressure in the event of a tensile load and a pressure load.
Description
Die Erfindung betrifft eine Druckerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Hydraulikdruckes in Folge einer Zug- oder Druckbeanspruchung mit Anschlüssen, von denen einer mit einer Mechanik zum Einleiten einer mechanischen Zug- oder Druckbeanspruchung und ein anderer Anschluss starr mit einem Gestell verbindbar ist, einem Druckzylinder und einer Kolbeneinheit, die sich zumindest teilweise und beweglich in dem Druckzylinder erstreckt und gemeinsam mit dem Druckzylinder eine mit Hydraulikflüssigkeit befüllte Hydraulikkammer begrenzt.The The invention relates to a pressure generating device for generating a hydraulic pressure as a result of a tensile or compressive stress with connections, one of which with a mechanism for initiating a mechanical tensile or compressive stress and another Connection rigidly connectable to a frame, a printing cylinder and a piston unit that is at least partially and movably extends in the printing cylinder and together with the printing cylinder a hydraulic chamber filled with hydraulic fluid limited.
Die Erfindung betrifft ferner eine Bremsvorrichtung zum Bremsen einer bewegten Masse mit einem beweglich geführten Kopplungsglied zum Andrücken eines Bremsbelages an eine Bremsfläche und einem mit einer Hydraulikflüssigkeit befüllten und mit dem Kopplungsglied verbundenen Bremsaktor zum Erzeugen einer Andruckkraft, die über das Kopplungsglied in den Bremsbelag einleitbar ist, wobei der Bremsbelag über eine Mechanik mit einer Druckerzeugungsvorrichtung verbunden ist, die an einem Gestell der zu bremsenden Masse befestigbar ist, wobei die Druckerzeugungsvorrichtung beim Bremsen in einer mit dem Bremsaktor über Hydraulikleitungen verbundenen Hydraulikkammer einen hydraulischen Druck erzeugt.The The invention further relates to a braking device for braking a moving mass with a movably guided coupling member for pressing a brake pad to a braking surface and one filled with a hydraulic fluid and a brake actuator connected to the coupling member for generating a Pressure force, via the coupling member in the brake pad can be introduced, wherein the brake pad via a mechanism is connected to a pressure generating device which is connected to a Frame of the mass to be braked is fastened, wherein the pressure generating device when braking in one with the brake actuator via hydraulic lines connected hydraulic chamber generates a hydraulic pressure.
Eine
solche Druckerzeugungsvorrichtung und eine solche Bremsvorrichtung
sind aus der
Neben dem Einsatz eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders ist auch der Einsatz von zwei einfach wirkenden Hydraulikzylindern, beispielsweise zwei Plungerzylindern, als Druckerzeugungsvorrichtung bei einer selbstverstärkenden hydraulischen Bremse bekannt, wobei der eine Plungerzylinder bei einer Druckbeanspruchung und der andere Plungerzylinder bei einer Zugbeanspruchung mit Druck beaufschlagt wird. Die Hydraulikkammern der Plungerzylinder sind wieder mit dem Bremsaktor verbunden, so dass auch hier eine Selbstverstärkung erreicht wird. Der Einsatz zweier Plungerzylinder ist durch die notwendige hydraulische Verschaltung aufwändig und kostenintensiv.Next The use of a double-acting hydraulic cylinder is also the use of two single-acting hydraulic cylinders, for example two Plunger cylinders, as a pressure generating device in a self-reinforcing hydraulic brake known, wherein a plunger cylinder at a Compressive stress and the other plunger cylinder in a tensile stress is pressurized. The hydraulic chambers of the plunger cylinders are again connected to the brake actuator, so that here too Self-reinforcement is achieved. The use of two plunger cylinders is complicated by the necessary hydraulic interconnection and expensive.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckerzeugungsvorrichtung und eine Bremsvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die in ihrem Aufbau einfach und kostengünstig sind.task The invention is a pressure generating device and a brake device to provide the type mentioned in the structure simple and inexpensive.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Anschlüsse über Ankopplungsmittel mit dem Druckzylinder oder der Kolbeneinheit verbunden sind, wobei die Ankopplungsmittel so ausgestaltet sind, dass bei einer Zugbeanspruchung und bei einer Druckbeanspruchung dieselbe Hydraulikkammer mit Druck beaufschlagt wird.The Invention solves this problem in that the connections over Coupling means connected to the printing cylinder or the piston unit are, wherein the coupling means are designed so that at a tensile stress and at a compressive stress the same Hydraulic chamber is pressurized.
Die Erfindung zielt darauf ab, Zug- und Druckkräfte so in die Druckerzeugungsvorrichtung einzuleiten, dass der Druckaufbau in ein- und derselben hydraulischen Kammer erfolgt. Die Hydraulikkammer ist über zweckmäßige und an einem Hydraulikausgang der Hydraulikkammer angebrachte Hydraulikleitungen mit dem Bremsaktor der hydraulischen Bremse verbunden, so dass eine selbstverstärkende hydraulische Bremse bereitgestellt ist. Um die beim Bremsen entstehenden Druck- und Zugkräfte in dieselbe Hydraulikkammer einleiten zu können, ist erfindungsgemäß der Einsatz von Anschlägen und Widerlagern vorgesehen, die miteinander Wechselwirken, so dass die Kolbeneinheit unabhängig von der Richtung der eingeleiteten Kraft gegenüber dem Druckzylinder belastet ist, wobei sich die eingeleitete Kraft direkt auf der Hydraulikflüssigkeitssäule abstützt. Die Anschläge und Widerlager sind hier allgemein als Ankopplungsmittel bezeichnet. Die Ankoppelungsmittel stellen eine Wirkverbindung zwischen einem Anschluss und dem Druckzylinder und/oder der Kolbeneinheit her. Erfindungsgemäß ist die wirksame Kolbenfläche für beide Richtungen der in form einer Druck- oder Zugbeanspruchung eingeleiteten Verzögerungskraft gleich groß. Da nur eine Hydraulik erforderlich ist, ist ein kompakter Aufbau ermöglicht. Der Bremsaktor ist zweckmäßigerweise über eine Regeleinheit mit der Hydraulikkammer verbunden. Gemäß der Erfindung sind im Vergleich zu den Lösungen des Standes der Technik weniger Dichtstellen realisiert, mit geringeren Kosten und geringerem Gewicht im Gefolge. Gegenüber einer Lösung mit zwei Plungerzylindern ist erfindungsgemäß eine geringere hydraulische Kapazität bereitgestellt, wodurch weniger Hydraulikflüssigkeit benötigt wird. Die erfindungsgemäße Druckerzeugungsvorrichtung und somit die erfindungsgemäße Bremsvorrichtung sind weniger raumgreifend und benötigen gegenüber dem Stand der Technik einen geringeren Wartungsaufwand. Auch ist ein einfacher Austausch der erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung möglich, da die Druckerzeugungsvorrichtung an nur zwei Stellen, nämlich den Anschlüssen, mit der zu bremsenden Masse beziehungsweise dem Bremssattel verbunden wird. Es ist somit sowohl eine einfache Anbindung an die zu bremsenden Masse ermöglicht, als auch eine kompatible Anbindung zu konventionellen Bremsen.The invention aims to introduce tensile and compressive forces in the pressure generating device so that the pressure build-up takes place in one and the same hydraulic chamber. The hydraulic chamber is connected to the brake actuator of the hydraulic brake via appropriate and attached to a hydraulic output of the hydraulic chamber hydraulic lines, so that a self-energizing hydraulic brake is provided. In order to initiate the pressure and tensile forces arising during braking in the same hydraulic chamber, the use of stops and abutments is provided according to the invention, which interact with each other, so that the piston unit is loaded independently of the direction of the force introduced against the impression cylinder, wherein the introduced force is supported directly on the hydraulic fluid column. The stops and abutments are here generally referred to as coupling means. The coupling means establish an operative connection between a connection and the pressure cylinder and / or the piston unit. According to the invention, the effective piston area for both directions in the form a compressive or tensile stress induced delay force equal. Since only one hydraulic system is required, a compact design is possible. The brake actuator is advantageously connected via a control unit with the hydraulic chamber. According to the invention fewer sealing points are realized in comparison with the solutions of the prior art, with lower costs and lower weight in the wake. Compared to a solution with two plunger cylinders, a smaller hydraulic capacity is provided according to the invention, whereby less hydraulic fluid is required. The pressure generating device according to the invention and thus the braking device according to the invention are less bulky and require compared to the prior art, a lower maintenance. Also, a simple replacement of the pressure generating device according to the invention is possible because the pressure generating device is connected at only two points, namely the terminals, with the mass to be braked or the caliper. It is thus possible both a simple connection to the mass to be braked, as well as a compatible connection to conventional brakes.
Vorteilhafterweise weisen die Ankopplungsmittel hohle Hülseneinheiten auf, wobei jede Hülseneinheit Greifarme ausbildet, die bei einer Zugbeanspruchung in Eingriff mit an der Kolbeneinheit oder an dem Druckzylinder ausgebildeten Anschlagschultern geraten, so dass die Greifarme und die Anschlagschultern Zugkopplungsmittel ausbilden. Jede Hülseneinheit ist zweckmäßigerweise starr mit einem Anschluss verbunden. So ist beispielsweise jeder Anschluss an eine Hülseneinheit angeformt. Die hohle Ausgestaltung der Hülsenabschnitt ermöglicht einen Freilauf der Kolbeneinheit oder des Druckzylinders, in einer Richtung, so dass eine Relativbewegung jeder Hülseneinheit sowohl bezüglich der Kolbeneinheit als auch bezüglich des Druckzylinders ermöglicht ist. Die Hülseneinheit können somit sowohl als Zugkopplungsmittel als auch als Druckkopplungsmittel wirken, wozu diese zweckmäßige Widerlager und Greifarme ausbilden. Dabei wirken die Greifarme sowohl als Mitnehmer als auch als Widerlager oder Anschlag. Als Widerlager wirken die Greifarme beispielsweise bei einer Druckbeanspruchung. Mit anderen Worten umfassen die Druckkopplungsmittel in Sinne dieser Weiterbildung der Erfindung an den Hülseneinheiten ausgebildete Widerlager, an denen die Kolbeneinheit beziehungsweise der Druckzylinder anliegen. Die Zugkopplungsmittel umfassen an den Hülseneinheiten ausgebildete Greifarme, die in Eingriff mit den Anschlagsschultern gelangen, die an der Kolbeneinheit und/oder an dem Druckzylinder ausgebildet sind. Die Ankopplungsmittel umfassen selbstverständlich sowohl die Zugkopplungsmittel als auch die Druckkopplungsmittel.advantageously, the coupling means have hollow sleeve units, wherein each sleeve unit forms gripping arms, which in a Tensile stress in engagement with on the piston unit or on the Pressure cylinder trained stop shoulders advised, so that the Gripper arms and the stop shoulders form Zugkopplungsmittel. Each sleeve unit is expediently rigidly connected to a connector. For example, each port is molded to a sleeve unit. The hollow design the sleeve section allows a freewheel the piston unit or the pressure cylinder, in one direction, so that a relative movement of each sleeve unit both with respect the piston unit as well as with respect to the pressure cylinder is possible. The sleeve unit can thus both as Zugkopplungsmittel as well as Druckkopplungsmittel What are these purposeful abutment and Training gripping arms. The gripping arms act both as a driver as well as an abutment or stop. As abutment act the Gripping arms, for example, under a compressive stress. With others Words include the pressure coupling means in terms of this development the invention formed on the sleeve units abutment, where the piston unit or the pressure cylinder abut. The traction coupling means comprise at the sleeve units trained gripping arms, which engage with the stop shoulders arrive at the piston unit and / or on the impression cylinder are formed. Of course, the coupling means comprise both the traction coupling means and the pressure coupling means.
Vorteilhafterweise liegen bei einer Druckbeanspruchung die Greifarme eines der Hülseneinheiten an dem Druckzylinder an, wobei die Kolbeneinheit an einem Druckwiderlager anliegt, so dass die besagten Greifarme und das Druckwiderlager die Druckkopplungsmittel ausbilden.advantageously, are located under a compressive stress, the gripping arms of the sleeve units on the impression cylinder, wherein the piston unit to a pressure abutment is applied, so that said gripping arms and the pressure abutment form the pressure coupling means.
Zweckmäßigerweisen ist das Druckwiderlager die Innenwand einer anderen Hülseneinheit. Das Druckwiderlager ist mit anderen Worten nicht an der Hülseneinheit ausgebildet, dessen Greifarme an dem Druckzylinder anliegen.Appropriately ways the pressure abutment is the inner wall of another sleeve unit. In other words, the pressure abutment is not on the sleeve unit formed, the gripping arms abut the pressure cylinder.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Druckzylinder als Zylinderrohr ausgestaltet, das zumindest teilweise in einer der hohlen Hülseneinheiten angeordnet ist und einen Flanschabschnitt als Anschlagschulter aufweist, der bei einer Zugbeanspruchung in Eingriff mit den Greifarmen der besagten Hülseneinheit gelangt.According to one advantageous embodiment of the invention is the printing cylinder designed as a cylinder tube, at least partially in one the hollow sleeve units is arranged and a flange portion as a stop shoulder, the tensile stress in Engagement with the gripping arms of said sleeve unit arrives.
Vorteilhafterweise weist die Kolbeneinheit einen in einem der Hülseneinheiten angeordneten Mitnehmer und eine in dem Druckzylinder angeordneten und die Hydraulikkammer begrenzenden Kolben auf, wobei der Kolben und der Mitnehmer über eine sich durch die Hydraulikkammer erstreckende Kolbenstange miteinander verbunden sind und der Mitnehmer die Greifarme der zugeordneten Hülseneinheit hintergreift. Mit dem Begriff „hintergreifen” ist hier ausgedrückt, dass der Mitnehmer quer zur Zugrichtung einen größeren Durchmesser aufweist, als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung der Hülseneinheit, durch welche sich die Kolbenstange erstreckt.advantageously, The piston unit has one in one of the sleeve units arranged driver and one arranged in the printing cylinder and the hydraulic chamber limiting piston, wherein the piston and the driver over a through the hydraulic chamber extending piston rod are connected together and the driver engages behind the gripping arms of the associated sleeve unit. The term "behind-the-scenes" expresses here that the driver transverse to the pulling direction a larger Has diameter than the inner diameter of the passage opening the sleeve unit through which the piston rod extends.
Zweckmäßigerweise ist in der Hydraulikkammer eine Druckfeder angeordnet, die an der Kolbeneinheit und an dem Druckzylinder abgestützt ist. Die Druckfeder überführt die bewegliche Kolbeneinheit beziehungsweise den beweglichen Druckzylinder in ihre relative Ausgangsstellung zurück. In der Ausgangsstellung gleicht der Druck in der Hydraulikkammer in etwa dem Atmosphärendruck.Conveniently, is in the hydraulic chamber, a compression spring arranged on the Piston unit and is supported on the pressure cylinder. The compression spring transfers the movable piston unit or the movable pressure cylinder in its relative starting position back. In the initial position, the pressure in the Hydraulic chamber in about the atmospheric pressure.
Die Hydraulikkammer ist über eine Hydraulikausgleichsöffnung mit einem mit Hydraulikflüssigkeit befüllten Hydrauliktank verbunden. Auf diese Weise kann genügend Hydraulikflüssigkeit nachgesaugt werden, so dass bei einer Vergrößerung des Volumens der Hydraulikkammer diese mit ausreichend Hydraulikflüssigkeit befüllt ist.The Hydraulic chamber is via a hydraulic compensation opening with a hydraulic tank filled with hydraulic fluid connected. In this way, enough hydraulic fluid be sucked up, so at an enlargement the volume of the hydraulic chamber with sufficient hydraulic fluid is filled.
Wie bereits ausgeführt wurde, kommuniziert die Hydraulikkammer mit dem Bremsaktor oder dem Bremszylinder einer hydraulischen Bremse, so dass eine Selbstverstärkung bereitgestellt ist.As has already been executed communicates the hydraulic chamber with the brake actuator or the brake cylinder of a hydraulic brake, so that self-reinforcement is provided.
Vorteilhafterweise sind Regelungsmittel zum Regeln einer Verzögerungskraft bereitgestellt, die als Zug- oder Druckbeanspruchung über die Mechanik in die Anschlussmittel der Druckerzeugungsvorrichtung einleitbar ist. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung kann die selbstverstärkende hydraulische Bremse mit der erfindungsgemäßen Druckerzeugungsvorrichtung beliebig geregelt werden, so dass einstellbare Bremsverzögerungen bereitgestellt werden. Um diese Selbstverstärkung regeln zu können, ist eine Regelungseinheit in Form zweckmäßiger Ventile bereitgestellt, über welche der Druckerzeugungsvorrichtung mit dem Bremsaktor verbunden ist. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen der Erfindung nicht etwa die Kraft geregelt wird, mit der die Bremsbeläge an die sich bewegende Bremsfläche angedrückt wird. Vielmehr kann im Rahmen der Erfindung direkt die Verzögerungskraft eingestellt werden. Die Verzögerungskraft ist die Kraft, mit der sich die Bremsbeläge auf der Hydraulikflüssigkeitssäule abstützen. Dies entspricht genau der Kraft, mit welcher die zu bremsende Masse verzögert wird.Advantageously, control means are provided for controlling a deceleration force, which as Tensile or compressive stress on the mechanics in the connection means of the pressure generating device can be introduced. According to this advantageous development, the self-energizing hydraulic brake with the pressure generating device according to the invention can be arbitrarily controlled so that adjustable braking delays are provided. In order to be able to regulate this self-amplification, a control unit in the form of suitable valves is provided, via which the pressure-generating device is connected to the brake actuator. It should be noted at this point that is not regulated in the context of the invention, for example, the force with which the brake pads is pressed against the moving braking surface. Rather, within the scope of the invention, the deceleration force can be set directly. The deceleration force is the force with which the brake pads rest on the hydraulic fluid column. This corresponds exactly to the force with which the mass to be braked is decelerated.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen und wobeiFurther expedient refinements and advantages of the invention are the subject of the following description of embodiments of the Invention with reference to the figures of the drawing, wherein the same References to like components and reference
Eine
beim Bremsen auftretende Verzögerungskraft
Der
erste Anschluss
Das
Zylinderrohr
Die
erste Hülseneinheit
In
der Hydraulikkammer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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